《仪器分析紫外》PPT课件

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1、第四章紫外－可见光分光光度法4.1概述分光光度分析法是以物质对光的选择性吸收为基础的分析方法。根据物质所吸收光的波长范围不同，分光光度分析法又有紫外、可见及红外分光光度法。4.1.1方法的特点1.灵敏度高通常，待测物质的含量1～10－5％时，能够用分光光度法准确测定。所以它主要用于测定微量组分。2.应用广泛几乎所有的无机离子和许多有机化合物可以用分光光度法进行测定。如土壤中的氮、磷以及植物灰、动物体液中各种微量元素的测定。3.操作简便、迅速、仪器设备不太复杂若采用灵敏度高、选择性好的有机显色剂，并加入适当的掩蔽剂，一般不经过分离即可直接进行分光光度法测定、其方法的相对误差通常为5～10％

2、，其准确度虽不及重量分析法和容量法，但对于微量组分的测定，结果还是满意的。4.2.1颜色的产生4.2吸光光度法的基本原理光的波长λ(cm)、频率γ(Hz)，它们与光速c的关系是：4.2.2光的基本性质在真空介质中，光速为2.9979×1010cm/s。单个光子的能量E与上述三要素的关系是：E－－光子的能量，J；h－－普朗克常数（6.625×10－34J·s）4.2.3溶液颜色与光吸收的关系光波是一种电磁波。电磁波包括无线电波、微波、红外光、可见光、紫外光、x射线等。如果按照其频率或波长的大小排列，可见光只是电磁波中一个很小的波段。见表12－1有色物质的不同颜色是由于吸收了不同波长的光所致

3、。溶液能选择性地吸收某些波长的光，而让其他波长的光透过，这时溶液呈现出透过光的颜色。透过光的颜色是溶液吸收光的互补色。有色溶液对各种波长的光的吸收情况，常用光吸收曲线来描述。将不同波长的单色光依次通过一定的有色溶液，分别测出对各种波长的光的吸收程度（用字母A表示）。以波长为横坐标，吸光程度为纵坐标作图，所得的曲线称为吸收曲线或吸收光谱曲线。能复合成白光的两种颜色的光叫互补色光。物质所显示的颜色是吸收光的互补色。4.3光吸收基本定律当一束平行的单色光照射均匀的有色溶液时，光的一部分被吸收，一部分透过溶液，一部分被比色皿的表面反射。如果入射光的强度为I0，吸收光的强度为Ia，透过光的强度为I

4、t，反射光的强度为Ir，则:I0＝Ia＋It＋Ir在吸光光度法中，由于采用同样质料的比色皿进行测量，反射光的强度基本上相同，其影响可以相互抵消，上式可简化为:I0＝Ia＋It透过光的强度It与入射光的强度Io之比称为透光度或透光率，用T表示。T＝It/Io一束单色光通过溶液后，由于溶液吸收了一部分光能，光的强度就要减弱。若溶液的浓度不变，液层越厚，透过光的强度越小，光线减弱的程度越大。如果将液层分成许多无限小的相等的薄层，其厚度为db。则dI应与db及I成正比，即－dI∝Idb，从而，－dI/I=k1db，积分此式，得：1.朗伯定律将上式变成常用对数，得上式称为朗伯定律。如用A=lg(I

5、0/It)或lg(1/T),则A称为吸光度。例1.有一单色光通过厚度为1cm的有色溶液,其强度减弱20%。若通过5cm厚度的相同溶液,其强度减弱百分之几?解：lgT1c1─────=───,lgT25c1lgT2=5lgT1=5×lg0.80=-0.485T2=32.7%,即减弱67.3%当一束单色光通过液层厚度一定的溶液时，溶液的浓度愈大，光线强度减弱愈显著。若有色溶液的浓度增加dc，入射光通过溶液后，强度的减弱-dI与人射光强度I及dc成正比，即-dI=k3Idc，或-dI/I=k3dc，积分，可得到:通常称比耳定律。2.比耳定律例2.一符合比尔定律的有色溶液，当浓度为c时，透射比为

6、T，若其它条件不变，浓度为c/3时，T为_________，浓度为2c时，T为__________。解:T1/3T2这说明浓度与透射比T的是指数关系。3．朗伯一比耳定律如果溶液浓度和液层厚度都是可变的，就要同时考虑溶液浓度c和液层厚度b对吸光度的影响。为此，将朗伯和比耳公式和合并，得到即通常所称的朗伯一比耳定律。4．吸光系数、摩尔吸光系数在朗伯-比耳公式，k值决定于c，b所用的单位，它与入射光的波长及溶液的性质有关。当浓度c以g·L-1、液层厚度b以cm表示时，常数k是以a表示，此时称为吸光系数，单位为L·g-1·cm-1。朗伯－比耳公式可表示为:A＝abc若b以cm为单位，c以mol·

7、L-1为单位时，则将k称为摩尔吸光系数，以符号ε表示，其单位为L·mol-1cm-1。ε的物理意义表达了当吸光物质的浓度为1mol·L-1，液层厚度为1cm时溶液的吸光度。在这种条件下上式可改写为:A=εbc摩尔吸光系数是有色化合物的重要特性。ε愈大，表示该物质对某波长的光吸收能力愈强，因而光度测定的灵敏度就越高。ε的值，不能直接取1mol/L这样高浓度的有色溶液来测量，而只能通过计算求得。由于溶液中吸光物质的浓度常因离解、聚合等因